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基于波导平台实现二维材料中光学活性缺陷的大视场成像

DOI：10.1021/acsphotonics.9b01103 期刊：ACS Photonics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 单分子定位显微镜（SMLM）是一种强大的工具，常用于生物样本的纳米级光学成像。最近，该方法被应用于研究二维（2D）材料中的光学活性缺陷。这类缺陷不仅能改变二维材料的力学和光电特性，还能带来新功能，使其成为集成纳米光子学和量子传感的有前景平台。然而，大多数SMLM方法的视场仅限于约50×50微米2，不足以对二维材料进行高通量表征。此外，二维材料本身也带来额外挑战——其纳米级厚度阻碍了光学活性缺陷的有效远场激发。为克服这些限制，我们在此提出一种基于波导的平台，通过类全内反射激发实现二维材料的大视场成像。我们利用该平台对化学气相沉积（CVD）生长的六方氮化硼（hBN）中点缺陷进行最大100×1000微米2范围的大规模表征，并展示了其在二维材料缺陷关联成像与高通量表征中的潜力。
作者： Evgenii Glushkov，Anna Archetti，Anton Stroganov，Jean Comtet，Mukeshchand Thakur，Vytautas Navikas，Martina Lihter，Juan Francisco Gonzalez Marin，Vitaliy Babenko，Stephan Hofmann，Suliana Manley，Aleksandra Radenovic
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过开发基于波导的大视场成像平台，克服当前单分子定位显微镜技术在二维材料中光学活性缺陷高通量表征方面的局限性。

研究成果

基于波导的平台在二维材料缺陷的高通量表征与探索方面展现出显著潜力。其成像速度较传统方法提升百倍，为进一步与片上电子器件及微波电路集成以实现量子信息处理与传感应用奠定了基础。

研究不足

局限性包括因聚合物残留和二氧化硅包层中的固有杂质而可能产生的寄生信号，这会影响成像质量。此外，该平台的性能可能会受到消逝场均匀性以及二维材料转移工艺质量的影响。

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